Способ определения шумовых параметров протяженных электронных потоков

 

Союг Соеетскик

Соцмапмстицескня

Республик

<и 641542

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЙЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22} Заявлено 23.06.76 (21) 2375088/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.01.79, Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 050179 (51} М. Кл

Н 011 25/34

Гасударственный комитет

СССР оо делом изооретений н открытий (53) УЙ} 621.384..6 (088.8) (72) Автор изобретения

H. П. Соколов

Научно-исследовательский институт механики и физики,-

1 при Саратовском ордена Трудового Красного Эиамеци . государственном университете им. Н.Г. Чернышевского (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШУМОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОТЯЖЕННЫХ

ЭЛЕКТРОННЫХПОТОКОВ т5 го

Предлагаемый способ предназначен для исследования шумовых свойств и измерения BpjMoBblx, параметров, в частности взаимных спектральных плотностей флуктуации тока и скорости протяженных электронных потоков, используемых в электровакуумных приборах сверхвысоких частот.

Параметры многих электровакуумиых приборов СВЧ в значительной степени определяются режимом и свойствами применяемого в них электронного потока. В усилителях СВЧ одним из важнейших параметров является коэффициент шума, величина которого зависит от конструкщ и электронно-оптической системы, условий формирования и собственного уровня шумов электронного потока.

Для правильного конструирования СВЧ-усилителя необходимо знание шумовых свойств электронного потока.

В настоящее время широкое распространение получили экспериментальные методы исследования шумов электронных потоков. Эти методы дают возможность определять спектральные плотности флуктуаций тока ч и действительную часть взаимной спектральной плотности флуктуаций тока и кинетического потенциала тт, что позволяет оценить качество формирования электронного пучка электронно-оптической системой и прогнозировать коэффициент шума прибора (11.

Среди экспериментальных лтетодов наибольшее распространение получили резонаторные методы, которые основаны на измерении мощности шумов. наводимых электронным пучком в одном или нескольких резонаторах, расположенных вдоль электронного потока. Одиночный резонатор, как известно, не позволяет получить полной информации о шумах пучка. Поэтому, как правило, используют два резонатора. Применяемый иногда третий резонатор служит для калибровки схемы измерения.

Основным недостатком этого метода является сложность калибровки схемы измерений, которая проводится по дробовому шуму пучка, а это связано, прежде всего, с выводом электронной пушки из ее нормального режима. Кроме этого, в ряде случаев требуются дополнительные измерения связи резонаторов с электронным пучком.

Ц11ИИПИ Заказ 7528/49 ТИ1 аж i L 2, Поппионое

Филиал ППП "11атент", г.Ужгороп, ул.Проектная,4

5 6 минимуму стоячей волны шума. Это положение достигается выбором электрического режима дрейфа пучка в области резонаторов либо механически перемеи1ением пушки или резонаторов.

Резонаторы настраивают на одну частоту.

В первый резонатор подают сигнал от СВЧ сигнал- генератора и, измеряя его уровень во втором резонаторе, определяют коэффициент усиления G.

С помощью механизма перестройки создают полную относительную отстройку резонаторов до получения режима постоянной мощности шумов второго резонатора (разница резонансных частот больше пяти полос пропускания резонатора

Ь f0) 56 f), после чего высокочувствительным широкополосным приемником (полоса пропускания приемника много больше поносы пропускания резонатора Л f >) 5 f ) производят измерение мощности шумов в первом Р, и во втором

Р2а резонаторах.

Далее устанавливают частичную отстройку резонаторов (сИ0 < 26 f),÷òî приводит к изменению мощности шумов второго резонатора, а именно, к их увеличению код влиянием воздействия на поток шумов первого резонатора. Выбрав величину частичной отстройки, дающую удобное для измерения увеличение мощности шумов второго резонатора, симметрично отстраивают один резонатор в разные стороны отиосител| цо резонансной частоты другого (f 02 =f 01 — 0 lU1>< 0 l 02 f0) измеряют мощность шумов во втором резонаторе (Р2)+д и (Р.) -. Величины я и Л определяются

+ o * то по вышеприведенным формулам.

Для определения шумового параметра S вышеприведенные измерения должны быть дополнены измерением мощности шума в первом резонаторе РА» после смещения последнего в положение, соответствующее максимуму стоячей волны шума в пучке. Такое положение резонатора может быть достигнуто также относительным смещением пушки или изменением режима дрейфа пучка.

41542 6

Величина S находится по @опмуле

Щ - N ) (р О1 где P и Р„, — мощность шумов в первом резонаторе и во втором соответственно при0=Лр/4.

В отли гие от уже известных методов измерения шумовых параметров протяжных электронных floTAKoB предлагаемый способ дает возможность не только находить шумовой параметр S но и полностью определять корреляцию в электронном потоке между флуктуациями тока и кинетического потенциала путем одновременного нахождения величин m и Л. Такие измерения позволяют сделать заключение о возможности неминимиэированном коэффициенте шума СВЧ прибора и определить имеет ли прибор резерв по его уменьшению, что является весьма важным обстоятельством в процессе разработки усилителе.:

СВЧ- О-типа.

Формула изобретения

Способ определения шумовых параметров протяженных электронных потоков, включающий полную относительную отстройку частот последо25 вательно расположенных по направлению электронного потока двух резонаторов и измерение их шумовой мощности, отличающийся тем, что,с целью определения мнимой компоненты взаймной спектральной Iú÷îòïîñòè флуктуаций тока н кинетического потенш1ала, осуществляют симметричную отстройку частоты одного резонатора на величину не более двух полос пропускания в разные стороны относительно резонансной частоты другого и измеряют мощности шума

" ° второго резонатора, соответствующие данным значениям отстройки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Шумы в электронных приборах. Под ред.

Смуллина Д.Д. и Хауста Г.А. М., " Энергия", 1964, с. 121.

2. Днищенко В.С. Экспериментальный метод определения шумовых параметров электронного потока. ВИНИТИ Н 1458 — 70, 17.02.70, с. 17.